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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Vorbereiten einer Übergabe („Handover“) in einem automobilvermittelten Drahtloskommunikationsnetz. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine rechtzeitige Vorbereitung einer Übergabe unter Verwendung zusätzlicher Informationen.
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Um die Verfügbarkeit von Drahtloskommunikationsnetzwerken zu erhöhen, sind im Stand der Technik unterschiedliche Ansätze bekannt. Einer von diesen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als „automobilvermitteltes Drahtloskommunikationsnetz“ bezeichnet, wofür sich im Englischen der Begriff „automotive nomadic relay networks“ durchgesetzt hat. In solchen Netzwerken werden in einem Fortbewegungsmittel angeordnete Drahtloskommunikationseinheiten verwendet, und die Drahtloskommunikationssignale von Anwenderendgeräten (z.B. Smartphone, Mobiltelefon, Tablet, o.ä.) aufgenommen und ggf. gerichtet an eine Basisstation weitergeleitet bzw. von der Basisstation empfangen und an das Anwenderendgerät weitergeleitet. Sofern die Drahtloskommunikationseinheiten geparkter Fortbewegungsmittel (z.B. PKW, Transporter, LKW, etc.) verwendet werden, besteht eine langfristige, stationär erhöhte Verfügbarkeit im Bereich der Position des Fortbewegungsmittels. Endet die Verfügbarkeit dieser automobilen Vermittlung, muss eine alternative Verbindung für die vermittelten Kommunikationsverbindungen gefunden werden. Im Stand der Technik wird hierbei lediglich auf die jeweiligen Feldstärken bzw. Feldstärkeänderungen der Drahtloskommunikationsnetzwerke geachtet. Mit anderen Worten wird in dem Fall, dass eine Feldstärke einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet bzw. die Feldstärke um einen vordefinierten Schwellenwert abfällt, überprüft, inwiefern alternative Infrastruktureinrichtungen eine bessere Verbindung ermöglichen. Der vorgenannte Stand der Technik schöpft die Möglichkeiten zur Vorbereitung eines Handovers nicht zufriedenstellend aus. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Vorbereiten einer Übergabe („Handover“) in einem automobilvermittelten Drahtloskommunikationsnetz und eine entsprechende Vorrichtung sowie ein entsprechendes Fortbewegungsmittel und eine entsprechende Basisstation gelöst. In einem ersten Schritt wird eine bevorstehende Nichtverfügbarkeit eines aktuell zur Vermittlung von Drahtloskommunikation verwendeten ersten Fortbewegungsmittels erkannt. Unter einer „Vermittlung“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein solcher Vorgang verstanden, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht als Quelle oder Senke der Kommunikationsverbindung, sondern als zwischen die Quelle und die Senke geschaltete Instanz ohne Einfluss auf den Inhalt der Kommunikation fungiert. Eine solche Vermittlung besteht stets auch im Empfang und einer verstärkten bzw. alternativ gerichteten Weiterleitung erhaltener Signale. Erfindungsgemäß wird nicht bzw. nicht ausschließlich auf die Feldstärke der Drahtloskommunikationssignale abgestellt. Vielmehr werden weitere Informationen bezüglich eines zur Vermittlung verwendeten Fortbewegungsmittels berücksichtigt, um einen Handover zu initiieren. Unterschiedliche Randbedingungen, auf welche im Folgenden genauer eingegangen wird, können die Nichtverfügbarkeit des zur Vermittlung der Drahtloskommunikation verwendeten Fortbewegungsmittels bedingen. Im Ansprechen auf das Vorliegen solcher Informationen wird der Handover aktuell durch das erste Fortbewegungsmittel vermittelter Kommunikationsverbindungen initiiert. Mit anderen Worten wird nach alternativen Kommunikationspfaden für die über das Fortbewegungsmittel vermittelten Anwenderendgeräte gesucht. Insbesondere kann nach einem einzigen alternativen Fortbewegungsmittel gesucht werden, welches sämtliche bislang über das erste Fortbewegungsmittel geleiteten Kommunikationsverbindungen übernimmt. Erfindungsgemäß werden Informationen für die Vorbereitung des Handovers verwendet, welche weit vor demjenigen Zeitpunkt vorliegen, an welchem aufgrund der Nichtverfügbarkeit die Feldstärke der verwendeten Drahtloskommunikationssignale gemäß dem Stand der Technik absinken bzw. abbrechen würde. Daher kann die Verfügbarkeit von Drahtloskommunikation erfindungsgemäß erheblich erhöht und insbesondere Handovers sicherer durchgeführt werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Zur Erkennung der bevorstehenden Nichtverfügbarkeit des Fortbewegungsmittels kann beispielsweise eine Absicht eines Anwenders erkannt werden, das aktuell zur Vermittlung von Drahtloskommunikation verwendete erste Fortbewegungsmittel aus einer aktuellen Position zu bewegen. Mit anderen Worten kann eine Aktion des Anwenders erfasst und ausgewertet werden, welche darauf schließen lässt, das Fahrzeug zu fahren. Hierzu sind unterschiedliche Aktionen und Signale verwendbar, welche wiederum zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegen und mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit die bevorstehende Nichtverfügbarkeit anzeigen. Beispielsweise kann der Anwender eine Anwenderschnittstelle (z.B. einen Funkschlüssel bzw. eine andere Schließvorrichtung des Fahrzeugs) bedienen, um auf das Fahrzeug zuzugreifen. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender ein Navigationsziel für das Fortbewegungsmittel definieren, zu welchem er das Fahrzeug nachfolgend fahren möchte. Alternativ oder zusätzlich können Informationen von Sensoren (Radar, Lidar, Kamera), die Änderungen des Fahrzeugumfelds überwachen können, ausgewertet werden, um den Beginn einer Fahrt bzw. eines Rangiervorgangs zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann der Beginn einer Fahrt durch Signale eines Fahrdynamikregelungssystems erkannt werden
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Eine alternative Ursache für die bevorstehende Nichtverfügbarkeit kann ein Ladezustand eines Akkumulators des Fortbewegungsmittels sein. Entsprechend kann ein Erkennen eines kritischen Ladezustandes des Akkumulators erkannt und zum Auslösen des Handovers verwendet werden. Die Überwachung der energetischen Reserven wird in den Bordnetzen aktueller Fortbewegungsmittel üblicherweise durch sog. „Batteriemanagementsysteme“ vorgenommen, welche die Klemmenspannung bzw. den Ladezustand der Akkumulatoren oder anderen Energiequellen mitunter sehr genau analysieren und die verbliebene Energie anhand ausgefeilter Algorithmen auf die Bordnetzverbraucher verteilen. Um die Fahrtüchtigkeit des Fortbewegungsmittels nicht unnötig einzuschränken bzw. zu gefährden, kann die Verfügbarkeit des Fortbewegungsmittels für die Vermittlung von Drahtloskommunikation bereits bei einem vergleichsweise hohen Ladezustand erfindungsgemäß übergeben und anschließend beendet werden.
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Nachdem die bevorstehende Nichtverfügbarkeit des ersten Fortbewegungsmittels erkannt worden ist, wird erfindungsgemäß nach Alternativen zur zukünftigen Vermittlung der bestehenden Kommunikationsverbindungen gesucht. Hierzu kann ein in räumlicher Nähe der aktuellen Position des ersten Fahrzeugs befindliches zweites Fortbewegungsmittel erkannt werden und im Ansprechen darauf das zweite Fortbewegungsmittel als Ziel-Fortbewegungsmittel des Handovers definiert werden. Mit anderen Worten wird ein solches zweites Fortbewegungsmittel als Ziel des Handovers ausgewählt, welches sich in räumlicher Nähe des ersten Fortbewegungsmittels aufhält und dessen bevorstehende Nichtverfügbarkeit derzeit unbestimmt ist bzw. hinreichend weit in der Zukunft liegt, um die Vermittlung von Drahtloskommunikationssignalen sicherzustellen.
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Alternativ kann auch ein zweites Fortbewegungsmittel zum Ziel des Handovers definiert werden, welches sich derzeit zwar noch nicht hinreichend nahe an der aktuellen Position des ersten Fortbewegungsmittels befindet, eine solche Nähe jedoch innerhalb eines zur Sicherstellung des Handovers hinreichend kurzen Zeitraumes erreichen wird. Beispielsweise kann hierzu das für das zweite Fortbewegungsmittel vordefinierte Fahrziel in Verbindung mit einer aktuellen Position und/oder einer voraussichtlichen Ankunftszeit ausgewertet werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Vorbereiten einer Übergabe („Handover“) in einem automobilvermittelten Drahtloskommunikationsnetz vorgeschlagen, welches eine Drahtloskommunikationseinheit zur Vermittlung von Drahtloskommunikation in einem Fortbewegungsmittel umfasst. Zusätzlich umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Erkennungseinheit, welche eingerichtet ist, eine bevorstehende Nichtverfügbarkeit der Drahtloskommunikationseinheit zur Vermittlung von Drahtloskommunikation zu erkennen. Allgemein gesprochen ist die Erkennungseinheit eingerichtet, Signale auszuwerten, welche die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführten Indizien zur bevorstehenden Nichtverfügbarkeit anzeigen. Hierzu kann die Erkennungseinheit beispielsweise an einem Informationsbus des Fortbewegungsmittels angeschlossen sein, über welchen Zustandsinformationen einer Schließanlage, eines Navigationssystems, eines Parkassistenzsystems, etc., vermittelt werden. Nach erfolgreicher Erkennung einer bevorstehenden Nichtverfügbarkeit der Drahtloskommunikationseinheit kann die Drahtloskommunikationseinheit den Handover aktuell durch das erste Fortbewegungsmittel vermittelter Kommunikationsverbindungen initiieren. Allgemein gesprochen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lage, die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend zu verwirklichen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel (z.B. ein PKW, ein Transporter, ein LKW oder ein Wasserfahrzeug) vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung zum Vorbereiten eines Handovers in einem automobilvermittelten Drahtloskommunikationsnetz gemäß dem zweitgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Basisstation für ein automobilvermitteltes Drahtloskommunikationsnetz vorgeschlagen, welche eine Drahtloskommunikationseinheit und eine Entscheidungseinheit umfasst. Mittels der Drahtloskommunikationseinheit ist die Basisstation eingerichtet, Drahtloskommunikationssignale mit Anwenderendgeräten und automobilen vermittelnden Drahtloskommunikationseinheiten auszutauschen. Zusätzlich ist eine Entscheidungseinheit vorgesehen, welche Informationen über potentielle Ziel-Fortbewegungsmittel auswerten kann. Über die Drahtloskommunikationseinheit kann die erfindungsgemäße Basisstation ein Signal bezüglich einer Nichtverfügbarkeit eines aktuell zur Vermittlung von Drahtloskommunikation verwendeten ersten Fortbewegungsmittels (bzw. Drahtloskommunikationseinheit) empfangen. Im Ansprechen auf das Signal kann die Entscheidungseinheit anhand von Positionsdaten und/oder einer Zielposition und/oder einer erwarteten Ankunftszeit an der Zielposition eines zweiten Fortbewegungsmittels das zweite Fortbewegungsmittel als Ziel-Fortbewegungsmittel des Handovers bestimmen. Beispielsweise können auch aktuelle Fahrspuren, Betriebszustände von Fahrtrichtungsanzeigern und eine voraussichtliche Ankunftszeit am Zielort des zweiten Fortbewegungsmittels verwendet werden, um Reiseroute/-richtung zumindest abschnittsweise abzuschätzen und somit die Eignung des zweiten Fortbewegungsmittels als Ziel-Fortbewegungsmittel festzustellen. Zusammenfassend ist die erfindungsgemäße Basisstation eingerichtet, in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel gemäß dem drittgenannten Erfindungsaspekt bei der Durchführung eines Verfahrens gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt verwendet zu werden.
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Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vermittelte Drahtloskommunikation kann beispielsweise ein terrestrisches und/oder satellitengestütztes Drahtloskommunikationsprotokoll verwenden (GSM, EDGE, UMTS, LTE, LTE-A, W-LAN, etc.). Auch wenn im Rahmen der vorstehenden Beschreibung Fortbewegungsmittel lediglich als Vermittler der Drahtloskommunikation auftreten, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung weitere Fortbewegungsmittel auch als Senke (Anwenderendgerät) der Drahtloskommunikation verwendet werden. Unbeachtet dessen ist unter einer erfindungsgemäßen „Vermittlung von Drahtloskommunikation“ stets ein Vorgang zu verstehen, bei welchen die Inhalte der Kommunikation nicht innerhalb des ersten Fortbewegungsmittels definiert werden. Die bevorstehende Nichtverfügbarkeit, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt wird, bezieht sich in einzelnen, jedoch nicht in allen, Aspekten auf eine aktuelle Position des Fortbewegungsmittels. Während die aktuelle Position des Fortbewegungsmittels die Einsatzbereitschaft der Drahtloskommunikationseinrichtung zur Vermittlung der Drahtloskommunikation erheblich beeinflusst, können andere Umstände für die bevorstehende Nichtverfügbarkeit (z.B. eine zur Neige gehende energetische Reserve) alternativ oder zusätzlich verantwortlich sein.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine exemplarische Übersicht über Komponenten und Teilnehmer bei der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung ausgetauschter Nachrichten bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handovers; und
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3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 kommunizieren zwei Anwenderendgeräte 8, 9 mit einem Sendemast einer Basisstation 10. Die Kommunikation wird über einen PKW 1 als erstes Fortbewegungsmittel gestützt, welches eine Drahtloskommunikationseinheit 4 und eine Erkennungseinheit 5 aufweist. Die Erkennungseinheit 5 ist eingerichtet, Signale eines Funkschlüssels 11, eines Navigationssystems 3 sowie von (nicht dargestellten) Ultraschallsensoren eines Parkassistenzsystems auszuwerten. Die Drahtloskommunikationseinheit 4 unterhält mit der Basisstation 10 eine erste Drahtloskommunikationsverbindung I, mit einem ersten Anwenderendgerät 8, eine zweite Drahtloskommunikationsverbindung II und mit einem zweiten Anwenderendgerät 9 eine dritte Drahtloskommunikationsverbindung III. Da der PKW 1 die Parklücke zwischen den PKW 6, 7 entsprechend dem Pfeil P1 verlassen möchte, was durch ein in das Navigationssystem 3 eingegebenes Ziel durch die Erkennungseinheit 5 erkannt wird, bietet es sich an, ein vor der Parklücke wartendes zweites Fortbewegungsmittel in Form eines PKW 2 als Ersatz für den ersten PKW 1 für die Vermittlung der Drahtloskommunikation zu verwenden. Ziel des erfindungsgemäßen Handovers ist somit die Initialisierung des Handovers mittels der Erkennungseinheit 5, im Ansprechen worauf eine vierte Drahtloskommunikationsverbindung IV zwischen dem zweiten PKW 2 und der Basisstation 10 verwendet wird, um die Kommunikationsverbindungen der Anwenderendgeräte 8, 9 an die Basisstation 10 weiterzuleiten.
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2 zeigt einen Signalflussplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Handovers. In einem ersten Schritt S1 signalisiert der PKW 1 mittels eines Drahtlossignals die bevorstehende Nichterreichbarkeit an die Basisstation 10. Im Ansprechen darauf wählt in einem zweiten Schritt S2 die Basisstation 10 aufgrund eines Drahtlossignals eines zweiten PKWs 2 den PKW 2 als Ziel des Handovers und kontaktiert den zweiten PKW 2 in einem dritten Schritt S3 mittels eines Drahtlossignals. In einem vierten Schritt S4 quittiert der zweite PKW 2 den Empfang des Drahtlossignals, im Ansprechen worauf die Basisstation 10 den Anwenderendgeräten 8, 9 mittels eines Drahtlossignals in einem sechsen Schritt S6 die Durchführung des Handovers vom ersten PKW 1 an den zweiten PKW 2 signalisiert. Währenddessen wird der zweite PKW 2 in einem fünften Schritt S5 als Ziel des Handovers aktiviert. In einem siebten Schritt S7 beantragen die Anwenderendgeräte 8, 9 Zugang beim zweiten PKW 2, welcher in einem achten Schritt S8 den Anwenderendgeräten 8, 9 den Zugang erteilt. In einem neunten Schritt S9 signalisiert der erste PKW 1 der Basisstation 10 die Deaktivierung der Signalübertragung, bestätigt diese in einem zehnten Signal S10 durch ein Drahtlossignal und wird anschließend in einem elften Schritt S11 deaktiviert.
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3 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten einer Übergabe („Handover“) in einem automobilvermittelten Drahtloskommunikationsnetz. In Schritt 100 wird eine bevorstehende Nichtverfügbarkeit eines aktuell zur Vermittlung von Drahtloskommunikation verwendeten ersten Fortbewegungsmittels erkannt. In Schritt 200a wird hierzu eine Absicht des Anwenders des Fortbewegungsmittels erkannt, das aktuell zur Vermittlung von Drahtloskommunikation verwendete erste Fortbewegungsmittel bezüglich seiner Position zu verändern. Alternativ oder zusätzlich wird in Schritt 200b ein energetischer Engpass bezüglich der Durchführung der Vermittlung von Drahtloskommunikation im ersten Fortbewegungsmittel erkannt. Im Ansprechen auf das Erfordernis einer alternativen Drahtloskommunikationsverbindung wird in Schritt 300 erfindungsgemäß der Handover aktuell durch das erste Fortbewegungsmittel vermittelter Kommunikationsverbindungen initiiert. Auf der Suche nach einem Vermittlungspartner als Ziel des Handovers wird in Schritt 400a ein in räumlicher Nähe der aktuellen Position des ersten Fortbewegungsmittels befindliches zweites Fortbewegungsmittel erkannt. Alternativ oder zusätzlich wird in Schritt 400b ein zweites Fortbewegungsmittel mit vordefiniertem Ziel in räumlicher Nähe der aktuellen Position des ersten Fortbewegungsmittels ermittelt. Die Vorhersage der Verfügbarkeit aller Anwender kann z.B. in einer Basisstation und/oder in einem zentralen Rechner (z.B. des Mobilfunkbetreibers) verwaltet werden, damit das entsprechende Fahrzeug eine bestmögliche Eignung zur Übernahme der anstehenden Aufgabe aufweist. Im Ansprechen darauf wird in Schritt 500 der Handover vom ersten Fortbewegungsmittel zum zweiten Fortbewegungsmittel durchgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- PKW, erstes Fortbewegungsmittel
- 2
- PKW, zweites Fortbewegungsmittel
- 3
- Navigationssystem
- 4
- Drahtloskommunikationseinheit
- 5
- Entscheidungseinheit
- 6, 7
- parkende PKW
- 8, 9
- Anwenderendgeräte
- 10
- Basisstation
- 11
- Funkschlüssel
- 100–500
- Schritte
- I–IV
- Drahtloskommunikationsverbindungen
- P1, P2
- Pfeile
- S1–S11
- Schritte